Введение
Программное обеспечение компьютерной безопасности
Программное обеспечение для шифрования дисков – это программное обеспечение компьютерной безопасности, которое защищает конфиденциальность данных, хранящихся на компьютерных носителях (например, жестком диске, дискете или USB-устройстве) посредством шифрования дисков. В отличие от контроля доступа, обычно обеспечиваемого операционной системой (ОС), шифрование пассивно защищает конфиденциальность данных даже когда ОС неактивна, например, при прямом чтении данных с оборудования или другой ОС. Кроме того, крипторазрушение устраняет необходимость в удалении данных по окончании срока службы диска. Шифрование диска обычно подразумевает полное шифрование, которое работает на всем томе, в основном прозрачно для пользователя, системы и приложений. Это обычно отличается от шифрования на уровне файлов, которое выполняется по запросу пользователя для одного файла или группы файлов и требует от пользователя определения конкретных файлов для шифрования. Шифрование диска обычно охватывает все аспекты диска, включая каталоги, чтобы злоумышленник не мог определить содержимое, имя или размер какого-либо файла. Оно особенно подходит для портативных устройств, таких как ноутбуки и USB-накопители, которые особенно уязвимы к потере или краже. При правильном использовании, нашедший потерянное устройство не сможет получить доступ к данным или даже узнать, какие файлы на нем находятся.
Методы
Данные на диске защищены с помощью симметричной криптографии, с ключом, случайно генерируемым при первом установлении шифрования диска. Этот ключ, в свою очередь, зашифрован каким-либо способом с использованием пароля или парольной фразы, известной (в идеале) только пользователю. Для доступа к данным диска пользователю необходимо ввести пароль, чтобы сделать ключ доступным для программного обеспечения. Это требуется делать каждый раз после запуска операционной системы, прежде чем зашифрованные данные смогут быть использованы. Шифрование, реализованное программно, обычно работает на уровне между всеми приложениями, большинством системных программ и драйверами устройств низкого уровня, "прозрачно" (с точки зрения пользователя) шифруя данные после их создания программой, но до физической записи на диск. Соответственно, данные расшифровываются сразу после чтения, но перед передачей программе. При правильной реализации программы не должны знать об этих криптографических операциях. Некоторые программы шифрования дисков (например, TrueCrypt или BestCrypt) предоставляют функции, которые обычно недоступны при аппаратном шифровании диска: возможность монтировать "контейнерные" файлы как зашифрованные логические диски с собственной файловой системой, а также зашифрованные логические "внутренние" тома, тайно скрытые в свободном пространстве более заметных "внешних" томов. Такие стратегии обеспечивают возможность правдоподобного отрицания. Хорошо известные примеры программного обеспечения для шифрования дисков включают BitLocker для Windows, FileVault для Apple OS/X, LUKS – стандартное бесплатное программное обеспечение, в основном для Linux, и TrueCrypt – некоммерческое бесплатное приложение для Windows, OS/X и Linux. Исследование 2008 года выявило остаточную информацию в динамической памяти с произвольным доступом (DRAM), с сохранением данных от нескольких секунд до минут при комнатной температуре и значительно более длительное время при охлаждении чипов памяти до низких температур. Авторы исследования смогли продемонстрировать атаку "холодной загрузки" для восстановления криптографических ключей нескольких популярных систем шифрования дисков, несмотря на некоторую деградацию памяти, используя избыточность в способе хранения ключей после их расширения для эффективного использования. Авторы рекомендуют выключать компьютеры, а не оставлять их в режиме "сна", когда компьютер не находится под физическим контролем его законного владельца. Однако этот метод восстановления ключей подходит для контролируемых лабораторных условий и крайне непрактичен для использования "в полевых условиях" из-за необходимого оборудования и систем охлаждения.
Вполне правдоподобный опровержение
Некоторые системы шифрования дисков, такие как VeraCrypt, CipherShed (активные ответвления с открытым исходным кодом от прекращенного проекта TrueCrypt), BestCrypt (проприетарное условно-бесплатное ПО), предлагают различные степени убедительного отрицания, которые могут оказаться полезными, если пользователя принуждают раскрыть пароль от зашифрованного тома.
Скрытые объемы
Скрытые тома — это стеганографическая функция, позволяющая второму, "скрытому" тому располагаться в видимом свободном пространстве видимого "контейнерного" тома (иногда называемого "внешним" томом). Скрытый том имеет свою отдельную файловую систему, пароль и ключ шифрования, отличные от контейнерного тома. Содержимое скрытого тома зашифровано и находится в свободном пространстве файловой системы внешнего тома, которое в противном случае было бы заполнено случайными данными, если бы скрытого тома не существовало. Когда внешний контейнер активируется через программное обеспечение для шифрования диска, монтируется ли внутренний или внешний том, зависит от предоставленного пароля. Если "обычный" пароль/ключ внешнего тома верен, монтируется внешний том; если пароль/ключ скрытого тома верен, то (и только тогда) можно обнаружить существование скрытого тома, и он монтируется; в противном случае, если пароль/ключ не может успешно расшифровать дескрипторы внутреннего или внешнего тома, ни один из них не монтируется. После создания скрытого тома внутри видимого контейнерного тома пользователь будет хранить на внешнем томе важную на вид информацию (которую пользователь на самом деле не возражает раскрыть), а более конфиденциальную информацию — в скрытом томе. Если пользователя заставят раскрыть пароль, он может раскрыть пароль внешнего тома, не раскрывая существование скрытого тома. Скрытый том останется не скомпрометированным, если пользователь примет определенные меры предосторожности при перезаписи свободных областей "хост"-диска.
Никаких признаков
Тома, будь то хранящиеся в файле или на устройстве/разделе, могут намеренно не содержать каких-либо различимых "сигнатур" или незашифрованных заголовков. Поскольку криптографические алгоритмы разработаны таким образом, чтобы быть неразличимыми от псевдослучайной перестановки без знания ключа, наличие данных на зашифрованном томе также невозможно обнаружить, если в шифре нет известных уязвимостей. Это означает, что невозможно доказать, что какой-либо файл или раздел является зашифрованным томом (а не случайными данными), не имея пароля для его монтирования. Эта особенность также делает невозможным определение, содержит ли том другой скрытый том. Том, размещенный в файле (в отличие от разделов), в некоторых случаях может выглядеть подозрительно, поскольку представляет собой полностью случайные данные, намеренно помещенные в файл. Однако, том, размещенный на разделе или устройстве, будет выглядеть так же, как раздел или устройство, которое было очищено с помощью стандартной утилиты для безвозвратного удаления данных, такой как Darik's Boot and Nuke. Можно правдоподобно утверждать, что такое устройство или раздел было очищено для удаления личной информации. "Портативный" или "режим путешественника" означает, что программное обеспечение шифрования может работать без установки на системный жесткий диск. В этом режиме программное обеспечение обычно устанавливает временный драйвер с портативного носителя. Поскольку происходит установка драйвера (хотя и временного), все равно требуются административные права.
Объемы, изменяемые по размеру
Некоторые программы шифрования дисков позволяют изменять размер зашифрованных томов. Однако немногие системы реализуют эту функцию полноценно и вместо этого используют "разряженные файлы" для её реализации.
Резервные копии
Шифрованные тома содержат данные "заголовка" (или "CDB"), которые можно резервно копировать. Перезапись этих данных приведет к уничтожению тома, поэтому возможность их резервного копирования является полезной. Восстановление резервной копии этих данных может вернуть пароль тома к значению, которое было на момент создания резервной копии.